Bahnbrechende Technologie zur Kontrolle der Wasserqualität
Der Echtzeit-Überwachung der Wasserqualität kommt beim Übergang zu einer ökologisch nachhaltigeren Gesellschaft eine Schlüsselrolle zu. Angesichts zunehmender Klimaveränderungen und anthropogener Einwirkung auf Seen, Flüsse, Bäche und Küstengewässer sind strengste Kontrollen der Wasserqualität und die zeitnahe Meldung jeglicher Verunreinigungen unerlässlich.
Modernisierung traditioneller Wasserüberwachungstechnologien
Bislang beruhen Wasserqualitätskontrollen vorrangig auf manueller Datenerfassung nach dem Stichprobenprinzip, wobei die Wasserproben in offenen Behältern oder Flaschen gesammelt und zur Analyse ins Labor geschickt werden. Dieses Verfahren ist zwar bewährt, aber auch zeitaufwändig: die Analyseergebnisse liegen erst Tage später vor und sind trotzdem nur Momentaufnahmen einzelner Messwerte, was kontinuierliche Vergleiche oder Auswertungen erschwert. Zudem sind In-situ-Überwachungssysteme wegen ihrer Komplexität, kurzen Einsatzdauer und hohen Kosten unpraktisch, besonders bei Kontrollen im kleineren Maßstab. Das Unternehmen T.E. Laboratories(öffnet in neuem Fenster), Spezialist für Wasser- und Umweltanalytik und Forschung, demonstrierte nun eine Alternative zur manuellen In-situ-Datenerfassung und Probennahme. „2021 kam mit Aquamonitrix®(öffnet in neuem Fenster) eine neue Generation autonomer Echtzeit-Analysatoren auf den Markt, die Nitrit- und Nitratwerte in natürlichen und industriellen Gewässern vor Ort hochgenau und hochspezifisch messen“, erklärt Sandra Lacey, Forschungsmitarbeiterin bei T.E. Laboratories. „Unser tragbares, leichtes Analysegerät arbeitet mit einem autonomen Mikrofluidiksystem, In-situ-Kalibrierung und Langzeit-Hochfrequenzmessungen und kann zahlreiche Parameter bewerten. Das EU-finanzierte Projekt H2OMon(öffnet in neuem Fenster) trieb nun die Entwicklung und Kommerzialisierung der neuartigen Analysetechnologie voran“, ergänzt Lacey.
Die Technologie
Der größte Vorteil gegenüber herkömmlichen Analysatoren ist die hohe Genauigkeit und Spezifität von Aquamonitrix® bei der Nitrit- und Nitratmessung. Dabei wird zur Auftrennung Ionenchromatografie zusätzlich zur proprietären optischen Nachweistechnologie (UV-LED-Analyse) eingesetzt. Der chromatografische Trennschritt beruht darauf, dass die Ionenanziehung bei Nitrationen größer als bei Nitritionen ist, was ihre Bewegung durch die Säule verlangsamt und dazu führt, dass die Nitritionen den Detektor zuerst erreichen. Auf diese Weise werden selbst bei hoher Nitratkonzentration hochgenaue Nitritmesswerte erreicht. Aquamonitrix® ist ein hochempfindliches Analysegerät mit einer Nachweisgrenze von nur 0,05 mg/l für Nitrit und 0,6 mg/l für Nitrat. Zudem blockieren fäulnishemmende Substanzen Bakterien, Ionen und andere in der Wasserprobe befindliche geladene Partikel.
Fernüberwachungssystem
„Aquamonitrix® zeichnet sich anderen Systemen gegenüber auch durch die integrierte Internet-der-Dinge-Kommunikation aus, die umgehend jegliche Veränderungen der Nitrat- oder Nitritwerte anzeigt, sodass sofort gegengesteuert werden kann, um Umweltschäden zu begrenzen und hohe Bußgelder zu vermeiden“, erklärt Lacey. In Echtzeit werden die Messwerte über das neu entwickelte Datenverwaltungstool Datamonitrix(öffnet in neuem Fenster) angezeigt. „Die ständig aktualisierten Daten zur Wasserqualität ermöglichen die Optimierung von Interventionen sowie Entscheidungen zu Betrieb, Sicherheit, Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und Aufbereitung.“ Wie Sandra Lacey abschließend erklärt, „erfolgt der Vertrieb des Analysegeräts jetzt europaweit, um das globale Problem der Nährstoffbelastung in Wassersystemen umgehend angegangen werden kann. In Entwicklung sind nun auch Versionen zum Nachweis weiterer Analyten.“
Schlüsselbegriffe
H2OMon, Analysator, Nitrat, Nitrit, Wasserqualität, Aquamonitrix®, Nährstoffbelastung, Fernüberwachung, Datamonitrix
